[发明专利]一种提高液氢储罐防旋转装置有限元分析精度的方法

摘要

本发明公开了一种提高液氢储罐防旋转装置有限元分析精度的方法，主要涉及液氢储罐液氢储罐应力分析技术领域，其中包括以下步骤：(1)创建静力学分析模块，建立液氢储罐的三维模型，并针对储罐模型进行结构静力分析，得到主模型的应力和应变结果；(2)在上述结构静力分析的基础上，创建子模型分析模块，切割防旋转装置的子模型，加载切割边界的位移载荷，并针对防旋转装置进行有限元分析，得到其应力分布结果。本发明提高了液氢储罐防旋转装置的计算分析精度，降低计算规模和计算成本，有效地解决了液氢罐体关键部位网格划分质量与计算精度之间的平衡，可以广泛应用于各类液氢储罐分析项目中。

主权项

1.一种提高液氢储罐防旋转装置有限元分析精度的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，创建静力学分析模块，建立液氢储罐的三维模型，包括外罐体、内罐体、鞍座、防旋转装置、夹层支撑管件等部件，并针对储罐模型进行结构静力分析，得到主模型的应力和应变结果，具体包括以下子步骤：S11：在静力学分析模块中构建液氢储罐的三维模型，并定义各零部件的材料类型，主要包括各类材料的弹性模量和泊松比；S12：进行有限元网格划分，并定义各零件之间的接触关系将它们装配在一起；S13：针对上述处理好的液氢储罐模型施加荷载，具体包括液氢储罐模型整体施加重力G，在鞍座底面施加固定载荷，对内外容器施加0.1MPa压力P，以及定义液氢储罐受到前进方向8g冲击加速度F；S14：利用有限元分析算法(FEM)，根据液氢储罐的三维模型及其载荷约束条件，求解液氢储罐主模型的应力和应变结果；步骤二，在上述结构静力分析的基础上，创建子模型分析模块，切割防旋转装置的子模型，包括外加强环、内加强环、玻璃钢板、内罐体限位柱、定位环、限位管顶盖、外罐体限位管，并针对防旋转装置进行有限元分析，得到其应力分布结果，具体包括以下子步骤：S21：基于已获得的液氢储罐主模型的材料分布和应力分析结果，在子模型分析模块中利用slice切割方法建立液氢储罐防旋转装置的局部分析结构；S22：重新定义防旋转装置子模型各类零部件之间的接触；S23：对处理好的防旋转装置子模型进行网格划分；S24：根据液氢储罐主模型静力学分析模块的计算结果，导入切割边界的边界约束条件，并载入荷载，导入切割边界处的位移结果数据将作为防旋转装置子模型的位移约束；S25：利用有限元分析算法，根据防旋转装置的三维模型及其载荷约束条件，求解防旋转装置的总体等效应力和总体变形、玻璃钢最大主应力和最大剪应力。